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1成果简介

追求通过环保和高产方法生产的新型结构石墨烯以及优异的电化学储能性能。本文,山西大学李思殿教授、韩高义教授、北京大学李彦教授等研究人员在《ACS Materials Lett》期刊发表名为“Flash Nitrogen-Doped Graphene for High-Rate Supercapacitors”的论文,研究开发了一种一锅法、无溶剂和无催化剂的闪光焦耳加热方法,用于合成氮掺杂石墨烯,因此被称为闪光氮掺杂石墨烯 (FNG)。

无定形炭黑和尿素的前体在带有明亮闪光黑体辐射的短电脉冲下,在不到1秒的时间内迅速转化为高质量的FNG。制备的FNG产品具有高石墨化和涡层结构。在1Ag–1下提供152.8μF cm –2的高表面积归一化电容,即使在128Ag –1 下也具有非凡的倍率能力和 86.1% 的显著电容保持率,以及 30.2 ms 的击倒弛豫时间。此外,组装的对称准固态超级电容器具有16.9 Wh kg -1的高能量密度和 16.0 kW kg -1的最大功率密度,以及理想的循环稳定性。这些出色的表现表明,FNG是开发高性能超级电容器的有希望的候选者。

2图文导读

图1. (a) 典型闪光焦耳加热 (FJH) 反应装置的示意图。(b) FNG的第一次FJH合成过程中的实时温度。(c) FNG第二次FJH合成过程中的实时电压和电流。FNG的STEM图像(d),高分辨率TEM图像(e,f)和元素映射图像(g-i)

图2. (a) CB、FG 和 FNG 的 XRD 曲线。(b) CB、FG 和 FNG 的 2θ 度和 (002) 距离的比较。(c) CB、FG 和 FNG 的拉曼光谱。(d) CB、FG 和 FNG的ID/ IG和I D / I D’值的比较。

图3、FNG 电极的电化学性能

图4. FNG 和 CB 电极的雷达图

文献:
https://doi.org/10.1021/acsmaterialslett.2c00616

来源:材料分析与应用

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